Slutrapport projekt H0960195 Stiftelsen Lantbruksforskning
Utveckling av beslutsstöd för riskbedömning av Sclerotinia sclerotiorum i
vårraps genom kvantifiering av luftburen smitta och studier av
infektionsprocessen
Wallenhammar, A-C1,2, Almquist, C3,4, Redner, A5, Wallenhammar, A6, Stoltz, E1. och Jonsson, A2.
1
Hushållningssällskapet|HS Konsult AB, Örebro, 2SLU, Inst. för Mark och Miljö, Precisionsodling och
pedometri, Skara, SLU, Inst. för Växtbiologi, Uppsala Biocenter, Uppsala, 3Eurofins Food & Agro
Sweden AB, Lidköping, 5Statistiska Centralbyrån, Örebro, 6 Linköpings Universitet, Inst. för Kemi,
Linköping
Bakgrund
Oljeväxtodlingen har ökat kraftigt som följd av ökande rapspris de senaste åren En större
odlad areal leder till ökad risk för angrepp av flera växtföljdsrelaterade sjukdomar.
Bomullsmögel som orsakas av Sclerotinia sclerotiorum, är en viktig växtsjukdom i vårraps
och höstraps, och bildar vilkroppar, sklerotier, som kan vara livsdugliga i jorden i många år.
Svampen övergår sedan i en vindburen fas, när askosporer sprids från apothecier som växer
fram från sklerotierna under fuktiga förhållanden. En yttre näringskälla som pollen eller äldre
växtdelar krävs för att askosporerna skall gro och växa in i plantan. Den ekonomiska skadan
beror på klimatförhållandena och timingen av sporspridningen. För närvarande sker en
omfattande förbyggande fungicidbehandling. Prognosverktyg som finns att tillgå är en
regional riskvärdering baserad på lokalt klimat och fältinformation, där kunskap om angrepp i
den senast odlade oljeväxtgrödan är den enskilt viktigaste faktorn (Twengström et al., 1998).
SkleroPro, en tysk prognosmodell (Koch et al., 2007) som lanserats stort, har utvärderats i
danska fältförsök och med fälthistoriska data i odlingar, och inte visat sig vara användbar
(Helltoft Jensen et al., 2011). Båda modellerna saknar fältspecifika data, vilket bidrar till att
samstämmigheten mellan resultatet av riskvärderingen och det slutliga angreppet är låg. För
att kunna identifiera fält med bekämpningsbehov, måste vi ha kunskap om svampen finns i
det enskilda fältet.
I SLF projekt VO655009 utvecklade vi 2006-2007 en realtids PCR metod för att snabbt och
effektivt detektera infekterade kronblad i fält. Under 2007 visade analyserna stor förekomst av
infekterade kronblad i flera fält, medan motsvarande fältangrepp blev låga, trots a gynnsamma
förhållanden för infektion. Kunskaperna om infektionsprocessens förlopp fördjupades genom
att sporernas kolonisering av rapsplantan följdes i tid under 2008 i SLF projekt H0760001 och
2009 i H0860030. Sklerotinia-DNA bestämdes med realtids PCR på olika bladnivåer på
rapsplantans stjälk och kronblad under blomningsperioden, i två olika sorter i tre fältförsök.
Provtagning av luftburna sporer introducerades 2009 för att öka precisionen i
riskbedömningen. En Burkhard 7-day volumetric sporfälla placerades i ett fält. I detta projekt
har undersökningarna fortsatt 2010 med analyser av kronblad och plantans olika bladnivåer i
två fältförsök och en fullständig luftprovtagning under hela juni och juli. Resultaten av detta
liksom resultaten från projektåren 2006-2009 är nyligen publicerade (Almquist och
Wallenhammar, 2014). I denna slutrapport fokuserar vi på resultaten från 2010 samt en
fullständig redovisning av utvärderingringen (validering) av våra prognosverktyg i tio
vårrapsfält i Örebro län 2011.
Material och metoder
Kronblad, blad och luftprover 2010
Två fältförsök etablerades i befintliga vårrapsfält i Örebro län 2010 med känd förekomst av
smitta. Kronblad och blad provtogs enligt samma rutiner som 2008-2009 (Almquist och
1
Wallenhammar, 2014). Plantorna utvecklade här sju bladnivåer, och följaktligen provtogs
också bladnivå 7. I fältförsök B samlades luftprover med en Burkard 7-day voulmetric
sporfälla 25 maj- 17 juli (Burkard Manufacturing Co Ltd) placerad ca 30 m i ett närliggande
fält där angrepp av S.sclerotiroum nyligen förekom. Melinex-tejp täckt med silikonfett
preparerades enligt Lacey och West (2006) och luften provtogs kontinuerligt från 25 maj till
31 juli. Tejpen byttes veckovis och klipps i delar motsvarande dygnsfångster. Varje
dyngssektion delas i två delar (varje del 7 x 48 mm) och placeras individuellt i 1,5 ml PCRrör med vidhäftningsskiktet vänt mot insidan av röret, och förvarades i -20 °C till
extraktionstillfället.
Tabell 1. Försöksplatser, odlingsdata och angrepp av bomullsmögel (%) i fältförsöken.
Medeltal av fyra rutor visas
Försöksplats
Fältförsök
Sådatum
29 april
Senaste
oljeväxtgröda
1999
Angrepp av
bomullsmögel %
15,3
Hidingsta,
Hallsberg
Åkerby, Gräve,
Örebro
A
B
9 maj
2002
7,0
Kronblad, blad och luftprover 2011
Tio vårrapsfält i Örebro län valdes ut för tidig provtagning i begynnande blomning (T1)
(tabell 2) som följdes av provtagning en vecka senare (T2) i respektive fält. Då såtidpunkterna
varierade avspeglas detta i fältens olika utvecklingsstadier vid provtagningarna. SW Majong
var dominerande sort i odlingarna.
I varje fält markerades en yta om ca 60- 120 m2 (sprutbredden, vanligen 24 m x 50 m)
innanför fältets vändteg. Tio plantor valdes ut slumpmässigt. Blomställningarna klipptes av
och placerades individuellt i platspåsar. Ytterligare tio plantor klipptes av vid markytan och
placerades individuellt i plastpåse. I laboratoriet togs två av de lågt sittande kronbladen och
Tabell 2. Beskrivning av de provtagna fälten, provtagningstidpunkt 1 (T1) och 2 (T2)och
utvecklingsstadium enligt BBCH1
Fält
1.
År sedan
föregående
odling
>10
Åbytorp,
Kumla
2
Kyrkeby,
> 10
Örebro
3
Hidingsta,
10
Hallsberg
4
Stora Åhlberg,
>10
Kumla
5
Mörby,
6
Odensbacken
6
Dyringe,
i.u.
Örebro
7
Nybble,
>10
Vintrosa
8
Hidinge,
4
Fjugesta
9
Stora Valla,
>10
Vintrosa
Ärt 3 år
10 Granhammar,
>10
Vintrosa
1
Utvecklingsskala för oljeväxter
Jordart
Provtagning T1
UtvecklingsstadiumT 1
Provtagning
T2
mmhMl
16 juni
57
27 juni
Utvecklingsstadium T2
66
mmhMl
16 juni
50
29 juni
63
mmhmoLL
16 juni
63
27 juni
66
mmhLL
16 juni
64
27 juni
69
mrML
20 juni
58
29 juni
66
mmhML
21 juni
64
28 juni
66
mmhLL
21 juni
67
28 juni
69
mmhML
21 juni
63
28 juni
65
mmhML
21 juni
60
28 juni
65
mrML
21 juni
60
28 juni
66
2
placerades i två PCR- rör, och det översta bladet (nivå 1) och det lägst sittande bladet (nivå 57) placerades i zip lock plastpåsar enligt Almquist och Wallenhammar (2014).
Insamling och preparering av jordprover
I varje testyta togs 10 stick slumpmässigt med jordborr, typ Trekanten med en diameter av 22
mm och en volym på 76 mm3, i de översta 10-15 cm av jordprofilen. Samlingsproverna
torkades i rumstemperatur i jordkartong tills preparering. De behandlades enligt rutinerna
för BioSoM (Jonsson, 2014) avseende provberedning, malning i enkel kulkvarn (45s);
siktning på 2 mm sikt, samt neddelning och lagring. För DNA-analys invägdes 350 mg.
Bestämning av sjukdomsangrepp
Sjukdomsangrepp bestämdes rutvis i fältförsöken vid BBCH 80 i mitten av augusti på 25
plantor. Gradering av testytorna gjordes enligt ovan och 25 plantor undersöktes på fyra
platser, totalt 100 plantor. Angreppets styrka bestämdes enligt ett tidigare utarbetat vi ett
sjukdomsindex; enligt följande; 0= frisk planta, 1= Rötan omsluter < 50% av stjälkens
omkrets, 2= Rötan omsluter 50-75 % av stjälkens omkrets, 3= Stjälkomslutande röta (stjälken
grön), 4= Hela plantan död/ brådmogen. Sjukdomsindex har beräknats enligt följande formel
= ((X0 x 0)+(X1 x 1) + (X2 x 2) + (X3 x 3) + (X4 x 4)) *100)/4 x N, där Xn är antalet plantor
i respektive klass (n). och N är totala antalet plantor per prov.
Väderleksdata
Lufttemperatur, nederbörd och relativ fuktighet erhölls från Lantmets nätverk
(http://www.slu.se/sv/fakulteter/nl-fakulteten/om-fakulteten/ovriga-enheter/faltforsok/vader/).
Nederbördsdata för fältförsöken samlades fältvis. Klimatdata presenteras i tabell 3.
Tabell 3. Ackumulerad nederbörd, antal dagar med nederbörd, medeltemperatur och relativ
luffuktighet, 2010-2011. Data visas för tiden två veckor före blomning och för
blomningsperioden
Lokal
År
Antal dagar med
nederbörd
Före
Under
blomning
blomning1
Ackumulerad nederbörd
(mm)
Före
Under
blomning
blomning1
2010 A
6
1
32
2010 B
3
3
18
2011 A
9
9
86
1
Blomningsperioden 2011 omfattade tiden 21 juni-11 juli
4
86
64
Medeltemperatur (°C)
Före
blomning
Under
blomning1
13,3
15,7
15,4
18,0
20,1
18,8
Relativ
fuktighet
(%)
Före
blomning
74
67
77
DNA-extraktion av kronblad, blad och tejpprover och realtids PCR-analys
DNA-extraktion och real tids PCR-analys följde de publicerade metoder som utvecklats i
tidigare projekt enligt Almquist och Wallenhammar (2014).
DNA extraktion från jord och realtids PCR-analys
Från 350 mg togs två delprov och DNA extraherades enligt (Wallenhammar et al., 2012) och
av varje delprov analyserades två replikat. Real tids PCR analys utfördes enligt Almquist och
Wallenhammar (2014).
Statistisk analys
Förekomst av S. sclerotiorum DNA på kronblad och blad vid olika datum och bladnivåer
analyserades med Wilcoxons icke parametriska metod där varje behandling jämfördes med
3
varandra. Angrepp i fält analyserades med ANOVA följt av Tukey´s test med SAS Enterprise
Guide (SAS Instutute Inc.), JMP v 9.0 (SAS Institute Inc.).
Resultat
Fältförsök 2010: kronblad, blad och luftprover
S. sclerotiorum DNA detekterades inte på kronbladen som samlades in i fältförsök B (tabell 5)
men detekterades på blad från åtminstone en av de olika bladnivåerna vid varkje
provtagningstidpunkt. Inga signifikanta skillnader i förekomst av S. sclertiorum DNA fanns
(tabell 4). Luftburet inokulum påträffades först den 27 maj och mängden började öka i början
av juni och avtog ca 3 veckor senare. Förekomsten av bomullsmögel varierade från 4 till 12 %
(medeltal 7,0 % tabell 3). I fältförsök A varierade angreppet från 11 till 22 % (medeltal 15,3
%), vilket var signifikant högre än i fältförsök B. Förekomsten av S. sclerotiorum DNA på
kronblad och blad var också högre i fältförsök A (tabell 4) och förekomsten på kronbladen
varierade signifikant mellan provtagningstidpunkterna, med den största förekomsten vid
första provtagningstidpunkten. Inga signifikanta skillnader i förekomst av S. sclerotiorum
DNA på bladen hittades mellan olika tidpunkter, medan en signifikant skillnad i förekomst
mellan blad på olika nivåer fanns, med störst förekomst på plantans lägst sittande blad.
Tabell 4. Angreppsnivå av bomullsmögel i fältförsök på Hidingsta (A) och Åkerby (B) 2010
uttryckt som sjukdomsindex (SI) och procent angripna plantor i medeltal för varje block.
Block
Hidingsta, Hallsberg (A)
Åkerby, Örebro (B)
Sjukdomsindex
Procent
Sjukdomsindex (SI)
Procent
(SI)
angripna plantor
angripna plantor
1
11,3
14,0
5,8
7,0
2
17,3
22,0
4,0
4,0
3
10,8
14,0
4,6
4,9
4
8,5
11,0
12,0
12,0
Medel
11,9 a1
15,3 x
6,6 b
7,0 y
1
Olika bokstäver indikerar statistiskt signifikanta skillnader (p<0,05) mellan platserna (a, b för sjukdomsindex, x,
y för procent angripna plantor).
Tabell 5. Förekomst av S. sclerotiorum DNA på kronblad och blad i fältförsöken (A) och (B),
2010. Procent prov som testats positiva med PCR- analysen visas för kronblad (fyra
upprepningar med n=10) och blad. IA, fyra rutor med n= 3 på bladnivå 1 och 3, fyra rutor
med n=1-3 på bladnivå 5 och två eller tre rutor med n=2-3 på bladnivå 7 analyserades .
Bladnivå 1=översta bladet
Försöksplats
Datum
Bladnivå
Kronblad
A.Hidingsta,
B.Åkerby
1
3
5
7
1
21 juni
35a
42ax
42ax
71x.a
67ax
28 juni
3b
33 ay
50ay
83axy
92ax
2 juli
8b
25ay
75ay
100ax
100ax
6 juli
0b
17ay
50ay
89ax
e.a.
30 juni
0a
17ax
25ax
67ax
100ax
5 juli
0a
17ax
8ax
17abx
e.a.
9 juli
0a
0ax
0ax
8bx
22ax
12 juli
0a
0ax
8ax
22abx
e.a.
14 juli
0a
0ax
16ax
0 bx
e.a.
1
Olika bokstäver indikerar statistiskt signifikanta skillnader mellan provtagningsdatum och inom varje fältförsök
(ab) och mellan bladnivåer inom varje fältförsök (xyz) enligt Wilcoxon non-parametric paired-sample test. E.a.
indikerar ej analyserade prover.
4
Figur 1. Förändringar i mängd luftburen Sclerotinia sclerotiorum DNA, nederbörd och daglig
medeltemperatur vid fältförsök B i Örebro län 2010. Luften provtogs på ca 30 m avstånd från
försöksfältet (n=68). Angreppet av bomullsmögel i fältet var 7 %.
Fältundersökningar 2011; kronblad, blad-, jord- och luftprover
Luftburet inokulum påträffades först i små mängder den 7 juni och mängden började öka den
20 juni och avtog 30 juni. Några veckor senare från 10 till 24 juli förekommer S.
sclerotiorum DNA i enskilda dygnsfångster.
Figur 2. Förändringar i mängd luftburen Sclerotinia sclerotiorum DNA, nederbörd och daglig
medeltemperatur vid fält 3, Hidingsta, Hallsberg i Örebro län 2011. Luften provtogs i
rapsfältet (n=60). Angreppet av bomullsmögel i fältet var 13 %.
5
Förekomsten av S.sclerotiorum DNA bestämdes med realtids PCR analys av 20 kronblad och
tio blad på respektive bladnivå 1 (översta bladet och 5-7 (lägst sittande bladet). Tre replikat
gjordes av kronblads- och bladanalyserna och med minst två positiva analyser bedömdes
bladet som positivt. DNA av S. sclerotiorum detekterades i liten omfattning på kronbladen
och bladnivå 1 vid tidpunkt 1, medan DNA detekterades i 50 % av fälten på lägsta bladnivån
(tabell 2), skillnaden var signifikant (p=0,049, Wilcoxons metod) . Vid tidpunkt 2
detekterades S. sclerotiorum DNA på kronbladen i 60 % av fälten, på bladnivå 1 i 50 % av
fälten och på bladnivå 2 i 90 % av fälten, skillnaden mellan bladnivåerna var signifikant
(p<0,001, Wilcoxons metod). Frekvensen var så hög som 90 % i fält 8 och 9. Skillnaden i
förekomst var signifikant mellan provtagningstidpunkterna för lägsta bladnivån .
Jordanalyserna visade detektion i 55 % av de provtagna fälten. Frekvensen angripna plantor
varierade från 4 till 50 % angripna plantor, och angreppets styrka uttryckt som sjukdomsindex
varierade från 3 till 61.
Tabell 2. Validering av tio vårrapsfält i Örebro län 2011. Förekomst av S.sclerotiorum DNA
på kronblad och blad vid två tidpunkter T 1(16-21 juni) och T2 (27-29 juni), i jord vid T1 och
bestämning av fältangrepp. Bladanalys utfördes på översta bladen, nivå(1) och på de lägst
sittande bladen, låg nivå (5-7)
Procent infekterade
Fält
Kronblad
T1
Kronblad
T2
Jordanalys
Översta
blad (1)
T1
Översta
blad (1)
T2
Lägsta
blad
(5-7)
T1
10
0
03
20
0
0
10
104
30
0
Lägsta
blad
(5-7)
T2
0
70
20
50
40
50
60
90
90
10
Antal
plantor
Sjukdoms
index
(SI)
15
3
11
15
6
61
5
11
41
5
1
0
0
0
0
16
2
e.a1
0
0
0
4
3
0
30
0
0
13
4
0
0
0
20
16
5
0
10
0
0
6
6
e.a1
10
0
0
50
7
0
40
0
0
7
8
56
20
10
0
12
9
40
30
0
0
45
10
0
0
0
0
7
p-värde
ns2
ns
0.006
2
Resultat från statistisk analys med Wilcoxons icke parametriska metod av angreppsgrad (%) på kronblad och på
de olika bladnivåerna mellan tidpunkterna (T1 och T2).1 Inga kronblad utvecklade 3 8 bladnivåer 49 bladnivåer
De ingående parametrarna som bestämts har kategoriserats för att summeras i en
riskvärdering. Följande kategorier används för procent infekterade blad på bladnivå låg;
låg=0, medio=10-30, Hög= >30. Poängen sätts enligt följande; 0=, medio=10, hög=15.
För odlingsfria år görs följande bedömning; låg >10 år; medio=6-10 år, hög=1-5 år. Poängen
sätts enligt följande, 0=0; låg=10, medio=20, hög=30. En regression av sambandet visas i
figur 3, med ekvationen y= 0,6513 + 2,6195, R2= 0,3991. En ny kategorisering av angreppets
styrka föreslås där låg=0-5 %, medio= 5-10 %, hög=10-20 % och mycket hög: >20 %
angripna plantor. Riskvärderingen gäller förutsatt att förhållandena för infektion är optimala
avseende relativ fuktighet (RF) innan blomning samt temperatur och RF under blomning
enligt tabell 3.
6
Genkopior
per gram
jord
0
0
457
na
0
0
2095
229
661
2120
Figur 3. Samband mellan fältspecifik riskpoäng och procent infekterade plantor i vårraps
baserat på underlag från valideringsfälten 2011. Yttre förutsättningar som temperatur och
luftfuktighet antas vara optimala för infektion. Underlaget för riskpoängen beräknas på andel
lågt sittande blad med S.sclerotiorum DNA och fältets odlingshistorik.
Diskussion
Många av sjukdomarna som angriper våra vanligaste jordbruksgrödor initieras av luftburna
sporer. Sporspridningen är ofta synkroniserad att sammanfalla med ett speciellt
utvecklingsstadium hos den mottagliga plantan, samtidigt som sporspridningen påverkas av
väderleksfaktorer som luftfuktighet och temperatur (West et al., 2008). Om timingen av
sporspridningen kan bestämmas, kan fungicider användas mer effektivt och därmed minskas
eller rundvikas om patogenen inte finns eller finns i låga nivåer. Användbara verktyg för
indentifiering och kvantifiering av luftburna sporer är nödvändiga för att bedöma risker och
förhindra sjukdomsutbrott. Riskvärderingar för luftburna sjukdomar använder ofta
riskpoängtabeller baserade på klimatdata, ibland växtföljd, i syfte att förutsäga risken för
angrepp (Twengström, 1998, Koch et al., 2007, Li et al., 2007, Salam et al., 2007). Molekylär
diagnostik kan vara mycket användbar för att säkert förutsäga risken för angrepp av
sjukdomar för vilka mängden luftburen smitta eller timingen av sporspridningen är en viktig
faktor för sjukdomsutveckling (West et al., 2008). Det finns ett stort behov av robusta
detektionsmetoder för rutindiagnostik i jordbrukssektorn och dessa är också avgörande för
implementeringen av integrerad bekämpning (IPM).
I den här undersökningen har vi använt den realtids PCR analys metodik som utvecklats i
tidigare SLF- finansierade projekt genomförda 2006-2009 (Almquist och Wallenhammar,
2014). Variationen i angrepp i fälten 2007 och avsaknaden av korrelation med
kronbladanalyser ledde till fördjupade undersökningar av infektionsprocessen. Under 2008
inleddes arbetet med att detektera S.sclertiorum DNA på plantans olika bladnivåer under hela
blomningsperioden, och den största förekomsten fanns på plantans lägst sittande blad. Under
2009 liksom 2010 (tabell 4) var förekomsten i de flesta fall signifikant högre på lågt sittande
blad jämfört med det översta bladet. Detta kan bero på den ökade närheten till askosporerna i
markytan som enligt uppgift kan spridas 20 cm upp i beståndet innan de fångas av andra
luftlager (Sanders, 2010). Dessutom utsätts de lägst sittande bladen för större exponering av
askosporer genom en större yta, och de får de en längre tid för exponering.
Att bestämma luftburen smitta som samlas i sporfällor erbjuder en ny dimension av verktyg
som kan förbättra prediktionen av ett sjukdomsutbrott (Rogers et al, 2009). För att öka
kunskapen om sporspridning, mängden smitta och sjukdomstryck i fälten analyserades
7
luftprover som samlades in i fältförsök B 2010. Både temperatur och relativ fuktighet i detta
fältförsök nådde de nivåer som krävs för kontinuerlig askosporspridning (Clarkson et al.
2003) och för bomullsmögelinfektion (Koch et al., 2007). Frånvaron av S. sclerotiorum DNA
på kronbladen i fältförsök B visar att den gängse uppfattningen att askosporinfekterade
kronblad svarar för infektionen (Jamaux et al, 1995) måste omvärderas. Analyser av
luftproverna visar att sporspridningen hade avtagit när blomningen började (Figur 1), vilket
leder till slutsatsen att lägst sittande blad bäst fångar upp inokulum.
I de tio valideringsfälten av vårraps har vi bekräftat betydelsen av detektion av det lägst
sittande bladet på rapsplantan. DNA av S.sclerotiorum detekterades i liten omfattning på
kronbladen och blad vid tidpunkt 1 (T1). Analys av luftproverna visar att sporspridningen
startade den 21 juni på försöksfält 3, dvs efter den första provtagningen. Här kan lokala
variationer förekomma, och eftersom såtidpunkterna så varierat kan också villkoren för
groning variera lokalt (tabell 4). Detta avspeglas i analyserna vid tidpunkt 2 (T2) då
S.sclerotiorum DNA på lägsta bladnivå detekterades i 90 % av fälten. Frekvensen var så hög
som 90 % i fält 8 och 9. Angreppen i fälten ha,r trots att avståndet till föregående odling
överstiger 10 år, varit mycket starkai flera fält med en variation mellan 4 och 50 %
infekterade plantor (medeltal 18 %).. Förutsättningarna för infektion var ytterst gynnsamma
under blomningen då medeltemperaturen varierade från 13,5° C till 17,3° C och RH var 76 %
i medeltal (tabell 1). Temperaturen har stor betydelse för askosporernas förmåga att överleva.
Vid temperaturer under 15° C påverkas överlevnaden inte av förändringar i relativa
fuktigheten (RF), medan ökningar i temperatur och RF över 15° C respektive 70 % minska
sporöverlevnaden (Clarkson et al., 2003). Temperaturer över 21° C är generellt skadliga
liksom hög RF och ultraviolett strålning. S. sclerotiorum tillbringar ca 90 % av livscykeln i
vilstadiet som sklerotier, den primära överlevnadskroppen som kan vara livsduglig i 3 år och
möjligen längre (Adams and Ayers, 1979). Analys av S.sclerotiorum DNA av jordprover,
visade förekomst i 55 % av de undersökta fälten. Detta är en banbrytande upptäckt för i fyra
av dessa fält var odlingsuppehållet tio år eller mer till föregående rapsgörda. Vi har
presenterat en riskvärdering baserad på detektion av S.sclerotiorum DNA och
odlingshistoriken,den enskilt viktigaste faktorn för det enskilda fältet som haft störst betydelse
i den befintliga riskvärderingen enligt Twengström, (1998) och egna erfarenheter (Redner och
Wallenhammar, 2013).Ytterligare justeringar avseende klimatfaktorernas inverkan på
sjukdomsutvecklingen under blomningen behöver utredas ytterligare, liksom en
vidareutveckling av provuttagning och analys.
En hållbar produktion kan uppnås först när vi kostnadseffektivt kan detektera och förutsäga
risken för angrepp i varje enskilt oljeväxtfält. Med ett rapspris på närmare 4 kr/ kg finns det
utrymme att betala för en analys. Våra resultat visar att förekomst av smitta går att bestämma
genom att analysera DNA på rapsstjälkens blad, vilket till vår kännedom inte har visats
tidigare. Vi har visat att inokulum som orsakar infektion först koloniserar bladen, och att det
är signifikant större förekomst på de nedersta bladen på rapsstjälken jämfört med de översta
bladen.. Att använda kronblad som detektionsmetod framstår som en osäker metod och har
heller inte fått något genomslag trots flera tidigare försök (Morall et al., 1991, Wallenhammar
et al., 2007). Med en utvecklad detektionsteknik där lägst sittande blad på rapsstjälken
analyseras, i kombination med en sporfälla där luftproverna analyseras omgående, finns de
verktyg som krävs för att erbjuda rapsodlarna ett beslutsstöd med hög säkerhet.
Sammantaget ger våra resultat en stor affärsnytta för lantbrukaren, då en fältbaserad analys
ger svar på om patogenen finns i beståndet, och en behovsanpassad fungicidbehandling
minskar avtrycken i miljön. Det är angeläget att fastställa den ekonomiska skadetröskeln, som
8
baseras på potentiell skörd och aktuellt rapspris. I England upplevs epidemiska förhållanden
vid en angreppsnivå på 5,5 % (Gladders et. al., 2007). I valderingsfälten varierade angreppet
mellan 4 och 50 % angripna plantor. Inom Sverigeförsöken genomförs årligen fungicidförsök,
ofta i fält med obetydliga angrepp utan skördepåverkan (http://www.slu.se/faltforsk). Våra
verktyg ger försöksutförare möjlighet att välja fält där patogenen finns och resultaten kan
bidra till ett underlag för beräkning av ekonomisk skadetröskel.
Slutsatser
Bomullsmögel är en viktig sjukdom i vårraps världen över, och askosporer av S. sclerotiorum
är den viktigaste källan av inokulum som orsakar epidemiska förlopp i många olika grödor. Vi
presenterar banbrytande verktyg för riskbedömning baserade på analys av S.sclerotiorumDNA. Riskbedömning baserad på analys av svampens DNA på plantans lägst sittande blad är
ett effektivt verktyg för att lokalisera fältsmitta, och vi presenterar en ny modell för
riskvärdering förutsatt att infektionsförhållandena för patogenen är optimala. Analys av
luftprover ger oss information som tydligt visar när sporspridningen startar på en bestämd
lokal, och vi har sett att denna tidpunkt varierar mellan år. Sporfällor är ett effektivt verktyg
som inte använts tidigare som vi anser har stor potential, och bör utvecklas vidare.
Vi har visat att blommans kronblad, som tidigare varit huvudspåret när olika metoder testats,
framstår som en osäker väg. DNA-analyser av jord visar att patogenen finns kvar efter 10 års
odlingsuppehåll. Fältbaserade tester har en stor potential, och fortsatt utveckling av nya s k
isotermiska DNA-baserade metoder kan förenkla analysproceduren ytterligare. Utveckling av
sporfällor och optimering av tekniken så att analyser dagligen kan sändas som
textmeddelanden tillsammans med lokala väderprognoser kommer att vara hörnpelare i en
aktiv prognosmodell.
Publikationer
Peer-review
Almquist, C. och Wallenhammar, A-C. 2014. Monitoring of plant and airborne inoculum of
Sclerotinia sclerotiorum in spring oilseed rape using real-time PCR. Plant Pathology
(Doi:10.1111/ppa.12230)
Konferenssammanfattningar
Posterpresentation
Wallenhammar, A-C., Almqvist, C. and Redner, A., 2011. Development of disease support
systems of Sclerotinia stem rot in oilseed rape using real-time PCR. Proceedings of 13th
International Rapeseed Congress, 5-9 juni, 2011, p 460. Prague, Czech Republic.
Wallenhammar, A-C., Almquist, C. och Redner, A. 2012. Detection of Sclerotinia stem rot in
oilseed rape using real-time PCR- a tool for site specific risk assessment NJF seminar 458 on
IPM, Tallin, Estonia, November 2012.
Muntlig presentation
Wallenhammar, A-C, Almquist, C., and Redner, A. 2013. Risk assessment of Sclerotinia stem
rot in spring oilseed rape using real-time PCR. In Acta Phytopathlogica Sinica, Vol. 43
(supplement) August 2013. 10th International Congress of Plant Pathology, Beijing, China 2430 August 2013.
Wallenhammar, -C och Almquist, C. 2014. Monitoring of plant and airborne inoculum of
Sclerotinia sclerotiorum in spring oilseed rape using real-time PCR. 11th Conference of the
European Foundation for Plant Pathology. 8-13 September, 2014. Krakow, Polen.
Resultatförmedling till näringen
ÖSF- konferensen, Linköping, november 2013. Ca 70 deltagare
9
Uddevallakonferensen januari 2014. Ca 100 deltagare
HIR-konferensen, Skara, 6 september 2014.Ca 50 deltagare
Brunnby Lantbrukardagar
Posterpresentation 2011, 2012 och 2013.
Referenser
Almquist, A., och Wallenhammar, A-C. 2014. Monitoring of plant and airborne inoculum of
Sclerotinia sclerotiorum in spring oilseed rape using real-time PCR. Plant Pathology.
Doi:10.1111/ppa.12230
Caesar, A.J. och Pearson, R.C. 1983. Environmental factors affecting survival of ascospores
of Sclerotinia sclerotiorum. Phytopathology 73: 1024-1030.
Clarkson, J.P., Stavely, J., Phelps, K., Young, C. S. och Whipps, J.M. 2003. Ascospore
release and survival in Sclerotinis sclerotiorum. Mycological Research 107: 213-222.
Jonsson, A. 2014. Handledning för jordprovtagning och hantering av jordprov vid biologisk
markkartering. Ver 4,0a. SLU, Inst för Mark och Miljö, Skara.
Gladders, P., Ginsburg, D och Smith, J. A. 2008. Sclerotinia in oilseed rape- a review of the
2007 epidemic in England. Home Grown Cereals Authority, Camebridge, UK.
Helltoft Jensen, P., Cordsen Nielsen, G., Munk, L. 2011. Forecasting Sclerotinia stem rot in
winter rapeseed. In proc: NJF semonar 446. Risk assessment/ risk management, forecasting
pests and diseases of field crops in a changing climate- Contorol strategies for pests,
diseases and weeds. Kristianstad 30 November-1 december 2011.
Koch, S., Dunker, S., Kleinhenz, B., Röhrig, M och von Tiedermann, A. 2007. A crop lossrelated forecasting model for Scelerotinia stem rot in winter oilseed rape. Phytopathology
97, 1186-1194.
Lacey. M-L., West, J.S. 2006. The Air Spora. A manual for catching and indetifying airborne
biological perticles. 156 sid.
Li, B.H., Yang, J.R., Dong, X.L., Li, B.D., Xu, X. M., 2007. A dynamic model forecasting
infection of pear leaves by conidia of Venturia nashicola and its evaluation in unsprayed
orchards. European Journal of Olant Pathology 118, 227-238.
Morall, R.A.A, Turkington, TK., Kaminski, D.A., Thomson, J.R., Gugel, R.K. and Rude, S.V
(1991). Forecasting Sclerotinia stem rot of spring rapeseed by petal testing. Proceedings 8th
International rapeseed Congress, Saskatoon, Canada, 483-488.
Redner, A. och Wallenhammar, A-C., 2013. Bomullsmögel i våroljeväxter- fältets historik
avgörande. Hushållningssällskapets Magsin, 3, 4.
Sanders, R. 2010. Fungal spores travle farther by surfing their own wind. Hämtat från
http://newscenter.berkeley.edu/2010/09/27/sclerotinia_spore_plumes/. 1 november 2014.
Salam, M. U., Fitt, B.D:, L. Aubertot, J. N. et al., 2007. Two weather-based models for
predicting the oneset of seasonal release of ascospores of Lepthospaheria maculans or L.
biglobosa. Plant Pathology 56, 412-423.
.Twengström, E. (1999) Epidemiology and forecasting of Sclerotinia stem rot on spring sown
oilseed rape in Sweden. Doctoral Thesis, Agraria 181, 11-12.
Wallenhammar, A-C, Redner, A. och Sjöberg, A. 2007. Development of methods improving
precision of risk assessmentof Sclerotinia stem rot in oilseed rape. Proceedings of the 12th
International rapeseed Congress, Wuhan, Kina, Mars, 2007.
Wallenhammar, A-C, Almquist, C. and Jonsson, A. 2012. In-field distribution of
Plasmodiophora brassicae measured using quantitative real-time PCR . Plant Pathology, 61,
1, 16-28.
West, J., S., Atkins, S., D., Emberlin, J., Fitt, B., D., L. 2008. PCR to predict risk of airborne
diseases. Trends in microbiology 16, 380-387.
10
11
